Question

探究二：精還原鐵粉是一種重要的化工原料，某興趣小組對(duì)其進(jìn)行下列研究：

【物質(zhì)制備】利用綠礬制備精還原鐵粉的工藝流程如下：

粗還原鐵粉中還含有少量鐵的氧化物和Fe₃C雜質(zhì)，可用氫氣在高溫下進(jìn)一步還原，其反應(yīng)方程式為Fe_xO_y + y H₂x Fe + y H₂O，F(xiàn)e₃C + 2 H₂3 Fe + CH₄。

（1）寫出焙燒中氧化鐵與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式：         。

（2）焙燒中加焦炭的作用除了可以生成CO外，還能         。

【含量測定】為得到精還原鐵粉并測定粗還原鐵粉中氧和碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，按如下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。已知3 CH₄ + 4 Fe₂O₃3 CO₂ + 6H₂O + 8 Fe（假設(shè)每步反應(yīng)都完全，且不考慮裝置內(nèi)原有空氣對(duì)測定結(jié)果的影響）。

（3）主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按順序組裝儀器，檢查裝置的氣密性，稱量樣品和必要裝置的質(zhì)量；②點(diǎn)燃A處酒精燈；③緩緩?fù)ㄈ爰儍舾稍锏腍₂；④點(diǎn)燃C處酒精燈；⑤分別熄滅A處、C處酒精燈；⑥再緩緩?fù)ㄈ肷倭縃₂；⑦再次稱量必要裝置的質(zhì)量。

操作的先后順序是①→③→       →⑤→⑥→⑦(填字母)

A．②→④                B．④→②

（4）步驟③的目的是         ，驗(yàn)證該步驟目的達(dá)到的實(shí)驗(yàn)方法是         ；

（5）若缺少裝置D，則所測氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將         (填“偏大’’“偏小"或“不變")。

（6）粗還原鐵粉樣品的質(zhì)量為20.000 g，裝置B、E分別增重0.360 g和0.440 g，則計(jì)算樣品出中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是       ，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是       。

 

Answer 1

【答案】

探究二（1）   （2）提供熱量  （3）B 

（4）除去裝置內(nèi)的氧氣（或空氣），防止發(fā)生爆炸  

收集尾氣點(diǎn)燃，聽聲音    

（5）不變

（6）0．6%     1.6%

【解析】

試題分析：探究一（1）一氧化碳高溫下還原三氧化二鐵生成鐵和二氧化碳，；（2）炭高溫下有兩個(gè)作用，一個(gè)是產(chǎn)生一氧化碳，另一個(gè)是產(chǎn)生高溫；（3）順序?yàn)榘错樞蚪M裝儀器，檢查裝置的氣密性，稱量樣品和必要裝置的質(zhì)量，緩緩?fù)ㄈ爰儍舾稍锏腍₂，點(diǎn)燃C處酒精燈，點(diǎn)燃A處酒精燈，分別熄滅A處、C處酒精燈，再緩緩?fù)ㄈ肷倭縃₂，再次稱量必要裝置的質(zhì)量；（4）步驟③的目的是排盡裝置中的空氣，防止發(fā)生爆炸，可以收集尾氣點(diǎn)燃驗(yàn)證純度；（5）濃硫酸作用是吸收水蒸氣，而堿石灰也可以吸收水蒸氣，所以若缺少裝置D，則所測氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將不變；（6）設(shè)生成甲烷質(zhì)量為

48                      132

                      0.440g

，解得

生成質(zhì)量為0.16g，設(shè)質(zhì)量為

180                         16

                          0.16g

，解得

中的質(zhì)量為

則樣品中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

則樣品出中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是6%；同理氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是1.6%。

考點(diǎn)：探究鐵紅的成分

點(diǎn)評(píng)：這是一道非常典型的探究題，題目給的知識(shí)點(diǎn)沒有學(xué)過，較為陌生，但是重點(diǎn)考察的反應(yīng)的思想，裝置等，所以這種題目不要害怕，仔細(xì)審題即可。